Scala--隐式转换和隐式参数

一、隐式转换

隐式转换函数： 指的是以implicit关键字声明的带有单个参数的函数。这样的函数将被自动应用，将值从一种类型转换为另一种类型。

例子：

package com.test



/**
  * Created by Edward on 2018/2/7.
  */

class Fraction(val n : Int, val d : Int){
  def * (other:Fraction) =  Fraction(n*other.n,d*other.d) // 定义Fraction * Fraction
}

object Fraction{
  def apply(n : Int, d : Int)= new Fraction(n, d)
}

object ImplicitFunc {
  //声明需要 implicit 关键字，只有一个参数，自动将参数的类型转换为函数实现的其他类型
  implicit def int2Fraction(n: Int) = Fraction(n, 1)
}

object Chapter21 {

  def main(args: Array[String]) {

    import com.test.ImplicitFunc._ //需要 import 函数所在具体的位置

    val i = 3 * Fraction(3,2)  //Int类型不能* Fraction类型， Int类型自动转换为Fraction类型
    println(i.n,i.d)
  }

}

结果：

(9,2)

二、利用隐式转换丰富现有类库的功能

package com.test

import java.io.File

import scala.io.Source


/**
  * Created by Edward on 2018/2/7.
  */



class RichFile(val from:File){
  def read = Source.fromFile(from.getPath).mkString
}

object Chapter21 {

  implicit def file2RichFile (from :File) = new RichFile(from) //隐式转换将原来的File类型转换到这个新的类型；新的类型有read方法。

  def main(args: Array[String]) {

    val contents = new File("file/wordcount.txt").read
    println(contents)

  }
}

结果：

hello    world
good    morning

三、引入隐式转换

Scala会考虑如下的隐式转换函数：

1.位于源或目标类型的伴生对象中的隐式函数

2.位于当前作用域可以以单个标识符指代的隐式函数

object Fraction{
  def apply(n : Int, d : Int)= new Fraction(n, d)
  implicit def int2Fraction(n: Int) = Fraction(n, 1) //隐式转换在伴生对象中
}

使用import引入隐式函数  import com.test.Fraction._

四、隐式转换规则

隐式转换在以下三种情况下发生：

1、当表达式的类型与预期的类型不同时

　　sqrt(Fraction(1,4))  

　　　　sqrt预期是Double, 将调用fraction2Double

2、当对象访问一个不存在的成员时

　　new File("README").read

　　　　File没有read方法，将调用file2RichFile

3、当对象调用某个方法，而该方法的参数声明与传入参数不匹配时

　　3 * Fraction(4,5)

　　　　Int的*方法不接受Fraction作为参数，将调用int2Fraction

不会发生隐式转换的情况：

1、如果代码在不使用隐式转换的前提下通过编译，则不会使用隐式转换

　　如： a * b 能够编译，那么编译器不会尝试 a * convert(b) 或 convert(a) * b;

2、编译器不会同时执行多个转换 

　　如： convert(convert(a))*b;

3、存在二义性的转换是个错误

　　如：convert1(a) * b 和 convert2(a) * b;

package com.test

import java.io.File
import scala.io.Source


/**
  * Created by Edward on 2018/2/7.
  */

class Fraction(val n : Int, val d : Int){
  def * (other:Fraction) =  Fraction(n*other.n,d*other.d) // 定义Fraction * Fraction
}

object Fraction{
  def apply(n : Int, d : Int)= new Fraction(n, d)
  implicit def int2Fraction(n: Int) = Fraction(n, 1)
  implicit def fraction2Double(f:Fraction) = f.n * 1.0 / f.d
}

object Chapter21 {

  def main(args: Array[String]) {

    import com.chinahadoop.test.Fraction._  //需要 import 隐式函数所在具体的位置

    val i = Fraction(3,2) * 3   //转换 Int 为 Fraction 调用 int2Fraction
    println(i)
    val i1 = 3 * Fraction(3,2) //转换 Fraction 为 Int 调用 fraction2Double
    println(i1)
    
  }
}

结果：

com.test.Fraction@6879c0f4
4.5

两个类型，优先转换方法*后面的类型

如果注释掉 如下代码，则需要转换*前面的类型

//implicit def int2Fraction(n: Int) = Fraction(n, 1)

结果为：

4.5
4.5

这里不存在二义性，这里隐式转换是针对不同的类型，存在二义性是针对相同的类型有不同的转换方法。

五、隐式参数

object Chapter21 {

  case class Delimiters(left : String, right : String)
  implicit val quoteDelimiter = Delimiters("<<",">>")

  def main(args: Array[String]) {

    def quote(what : String)(implicit delimiter : Delimiters) = delimiter.left + what + delimiter.right

    println(quote("Hello"))

  }
}

输出：

<<Hello>>

对于给定的数据类型，只有一个隐式的值

def quota(what: String)(implicit left : String, right : String) // 不正确 

六、利用隐式参数进行隐式转换

def smaller[T](a : T, b : T) = if (a < b) a else b

这种实现方式是不对的，泛型T中不确定 < 方法。

使用 T到Ordered[T]的隐式转换， Ordered[T] 有接收参数为T的<操作符。

def smaller[T](a : T, b : T)(implicit order:T => Ordered[T]) = if (order(a) < b) a else b
println(smaller(10,34))

理解 

implicit order:T => Ordered[T]

Ordered对象提供了从T到Ordered[T]的隐式转换（隐式参数为Ordering[T]）

源码：https://github.com/scala/scala/blob/v2.12.4/src/library/scala/math/Ordered.scala#L1

object Ordered {
  /** Lens from `Ordering[T]` to `Ordered[T]` */
  implicit def orderingToOrdered[T](x: T)(implicit ord: Ordering[T]): Ordered[T] =
    new Ordered[T] { def compare(that: T): Int = ord.compare(x, that) }
}

如果使用自定义类型，我们可以实现Ordered[Fraction]特质的compare方法。

class Fraction (val n : Int, val d : Int) extends Ordered[Fraction]{
  def * (other:Fraction) =  Fraction(n*other.n,d*other.d) // 定义Fraction * Fraction
  def compare(that:Fraction) = this.n - that.n
}

def smaller[T](a : T, b : T)(implicit order:T => Ordered[T]) = if (a < b) a else b

println(smaller(Fraction(3,6), Fraction(4,9)))

order不仅是一个隐式参数，还是一个隐式转换。

七、上下文界定

Ordered 、Ordering

Scala提供两个特质（trait）Ordered与Ordering用于比较。其中，Ordered混入（mix）Java的Comparable接口，而Ordering则混入Comparator接口。
在Java中:
实现Comparable接口的类，其对象具有了可比较性；
实现Comparator接口的类，则提供一个外部比较器，用于比较两个对象。

Ordered与Ordering的区别与之相类似：
Ordered特质定义了相同类型间的比较方式，但这种内部比较方式是单一的；
Ordering则是提供比较器模板，可以自定义多种比较方式。